Природа и состав металла-цементатора

Величина константы скорости конвективной диффузии зависит от гидродинамических условий ведения процесса, главным образом от толщины диффузионного слоя 5. Ниже приведены выражения, характеризующие зависимость 5 от различных факторов для отдельных случаев гидродинамического режима и геометрии твердой фазы.

При выборе металла-цементатора исходят прежде всего из положения его в ряду напряжений, а также его технологичности и стоимости. Так, при очистке растворов от примесей этот вопрос решается однозначно - в качестве металла-цементатора берут металл, одноименный с главным металлом очищаемого раствора. Для цинковых растворов, например, таким металлом является цинк, никелевых - никель, марганцевых - марганец и др.

В технологии цементационного извлечения металлов из рудных растворов (медь, серебро, золото и др.) подход к выбору металла-цементатора является несколько иным. Так, цементацию меди из растворов, получаемых при выщелачивании руд или концентратов, чаще всего ведут железом. Выбор железа при этом обусловливаемся его сравнительно низкой стоимостью и технологической полезностью ионов Fe (III) в процессе выщелачивания. Для осаждения серебра и золота из цианистых растворов используют более дорогой металл - цинк, так как цементация металлов из щелочных растворов железом практически невозможна из-за образования на его поверхности пассивирующих слоев (гидраты окислов, окислы). Чем левее расположен металл-цементатор в ряду напряжений относительно вытесняемого мёталла., тем больше э.д.с. возникающей электрохимической пары и тем больше плотность тока на катодных участках элемента. Плотность тока в свою очередь определяет структуру цементного осадка. Последнее обстоятельство может стать решающим в кинетике процессов цементации.

При небольшой величине э.д.с. в сочетании со значительным перенапряжением процесса ионизации металл-цементатора плотность тока оказывается низкой, а цементные осадки - плотными, малопористыми. В результате этого сопротивление электролита в порах цементного осадка становится главным лимитирующим фактором в процессе цементации. Образование подобных осадков чаще всего наблюдается на железе, никеле и кобальте (см. рис.1, а). Осадки на поверхности более активных металлов (цинк, марганец, алюминий) получаются рыхлыми. При этом осаждение металла сопровождается выделением водорода, который способствует разрыхлению осадка, а иногда и отслаиванию его от поверхности металла-цементатора.